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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugkupplungs-Baugruppen, und insbesondere Hohlrad-Baugruppen, die einen fest an einem separaten Lagersitz angebrachten Hohlradträger enthalten, und deren Verfahren zum Bauen.
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2. Einschlägige Technik
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Dieser Abschnitt stellt die vorliegende Offenbarung betreffende Hintergrundinformationen bereit, wobei es sich jedoch nicht unbedingt um den Stand der Technik handelt.
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Es ist bekannt, eine Kupplungshohlrad-Baugruppe für eine Getriebekupplungs-Baugruppe zu bauen, wobei die Kupplungshohlrad-Baugruppe einen Hohlradträger enthält, der fest an einem separaten Lagersitz, der auch als Lagernabe oder einfach Nabe bezeichnet wird, angebracht ist. Ein bekannter Mechanismus, der zur festen Anbringung eines Hohlradträgers an einem Lagersitz benutzt wird, enthält ein Schweißen des Hohlradträgers an den Lagersitz. Jedoch kann Schweißen teuer sein und ferner hat ein dadurch geformter Schweißstoß verhärtete wärmebeeinflusste Zonen zur Folge, wodurch die Materialeigenschaften der separaten Komponenten unbeabsichtigterweise beeinträchtigt werden, und kann ferner eine Warmverformung von Teilen und Verschmutzung durch Schweißspritzer zur Folge haben. Ein anderer bekannter Mechanismus, der zur festen Anbringung eines Hohlradträgers an einem Lagersitz benutzt wird, umfasst die Benutzung einer Keilnut- und Schnappringanordnung; dies erhöht jedoch die Komplexität der Baugruppe, erhöht die Anzahl an benötigten Komponententeilen, erhöht die mit der Baugruppe verbundenen Kosten und erfordert eine unerwünschte Vergrößerung des axialen Raums oder Umhüllung der Baugruppe. Noch ein weiterer bekannter Mechanismus, der zur festen Anbringung eines Hohlradträgers an einem Lagersitz benutzt wird, wird in dem
US-amerikanischen Patent Nr. 9,022,196 gelehrt, wobei eine Vielzahl von umlaufend ausgerichteten und umhüllten geradlinigen Schlitzen in einem Hohlrad geformt sind, wobei sich die vergrößerte Länge des Schlitzes umlaufend erstreckt und sich die verringerte Breite radial erstreckt, und eine entsprechende Vielzahl von massiven Vorsprüngen, die eine ähnliche geradlinige Form wie die geradlinigen Schlitze aufweisen, auf einem Lagersitz innerhalb der Schlitze fixiert wird. Die Vorsprünge sind so geformt, dass sie sich aus dem Lagersitz zur Aufnahme in den geradlinigen Schlitzen erstrecken, woraufhin Enden der Vorsprünge durch ein Gesenk gestanzt werden, um sich umlaufend erstreckende Nuten in den Enden der Vorsprünge zu formen, wodurch das Material der Vorsprünge verdrängt wird, um sich radial nach außen und innen erstreckende Segmente zu formen. Aufgrund der Konfiguration der Schlitze, der Vorsprünge und der resultierenden Baugruppe gibt es Probleme, d.h. der mit der Herstellung der geradlinigen Schlitze verbundene Prozess ist komplex, sowohl im Hinblick auf die Werkzeugausrüstung als auch im Hinblick auf die Formung, und die mit der Herstellung verbundenen Kosten sind hoch. Ferner stellen die in den Enden der Vorsprünge geformten Nuten eine Quelle für Risswachstum dar, sowohl während der Herstellung, was Ausschuss zur Folge hat, als auch während der Verwendung des Fahrzeugs, wodurch ein potenzieller Wartungsbedarf des Fahrzeugs entsteht.
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Ein Kupplungshohlrad, das gemäß der Erfindung gebaut wurde, ist zumindest auf die oben erörterten Probleme gerichtet, sowie auch auf andere Probleme, die für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet von Kupplungsbaugruppen leicht ersichtlich sind.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzfassung der Offenbarung bereit und soll keine umfassende Kurzfassung aller ihrer Merkmale, Vorteile, Aspekte und/oder Ziele darstellen.
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine Kupplungshohlrad-Baugruppe bereitzustellen, die einen Lagersitz aufweist, der einen Flansch enthält, der sich von einer Mittelachse radial nach außen erstreckt, wobei der Flansch eine Vielzahl von um die Mittelachse umlaufend voneinander beabstandeten Löchern aufweist. Ferner weist diese einen Hohlradträger auf, der einen sich von der Mittelachse radial nach außen erstreckenden Kranz enthält, wobei der Kranz eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen aufweist. Jede der durchgehenden Öffnungen weist ein ringförmiges Auge auf, das sich axial weg vom Kranz in einer im Allgemeinen parallelen Beziehung zur Mittelachse erstreckt. Die ringförmigen Augen sind zur Aufnahme durch die Löcher konfiguriert und weisen ringförmige, hohle Endabschnitte auf, die radial nach außen in einen Eingriff mit dem Flansch des Lagersitzes aufgeweitet sind, um den Hohlradträger am Lagersitz fest anzubringen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die aufgeweiteten Endabschnitte der Augen bereitzustellen, die zu einer kegelstumpfförmigen Form aufgeweitet sind, um das Halten des Hohlradträgers in einer festen Anbringung am Lagersitz zu erleichtern.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die Löcher bereitzustellen, die ringförmige, konisch verjüngte Ränder aufweisen, wobei die ringförmigen, radial nach außen aufgeweiteten Endabschnitte mit den verjüngten Rändern in Eingriff stehen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die ringförmigen Augen bereitzustellen, die vollkommen hohl sind.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den eine zylindrische Außenwand aufweisenden Hohlradträger, der einen Kranz aufweist, der sich von der zylindrischen Außenwand radial nach innen erstreckt, bereitzustellen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den eine zylindrische Innenwand aufweisenden Lagersitz mit dem Flansch, der sich von der zylindrischen Innenwand radial nach außen erstreckt, bereitzustellen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den Lagersitz und den Hohlradträger als unähnliche Materialien bereitzustellen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den Lagersitz und den Hohlradträger als ähnliche Materialien bereitzustellen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die Augen bereitzustellen, die ringförmige, konkave, radial nach außen weisende Kanäle enthalten, die durch die radial aufgeweiteten Endabschnitte und den Kranz begrenzt werden, wobei der Flansch des Lagersitzes um seinen gesamten Umfang durch die überlagernden radial aufgeweiteten Endabschnitte in den ringförmigen, konkaven Kanälen fixiert ist, wodurch eine zuverlässige, sichere Fixierung des Lagersitzes am Hohlradträger geformt wird.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die Löcher bereitzustellen, die einen in eine Seite des Flansches übergehenden abgerundeten Rand und einen in eine gegenüberliegenden Seite des Flansches übergehenden verjüngten Rand aufweisen, wobei der abgerundete Rand einem Rundungsradius der Augen entspricht, um eine bündige, enge Passung zwischen diesen zu formen, und der verjüngte Rand den radial aufgeweiteten Endabschnitten der Augen entspricht, um eine bündige, enge Passung zwischen diesen zu formen, wodurch eine zuverlässige und sichere Anbringung des Hohlradträgers am Lagersitz geformt wird.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die Löcher als kreisförmige Öffnungen bereitzustellen und die Augen mit einer entsprechenden zylindrischen Außenoberfläche für die enge Aufnahme innerhalb der kreisförmigen Öffnungen bereitzustellen, wodurch eine Verbindung relativ geringer Spannung und eine spannungserhöhungsfreie Verbindung zwischen den Löchern und den Augen geformt wird.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren zum Bauen einer Kupplungshohlrad-Baugruppe bereitzustellen. Das Verfahren umfasst das Formen eines Lagersitzes, der einen Flansch aufweist, der sich von einer Mittelachse radial nach außen erstreckt; das Formen einer Vielzahl von Löchern durch den Flansch in einer um die Mittelachse umlaufenden beabstandeten Beziehung zueinander; das Formen eines Hohlradträgers, der einen Kranz aufweist, der sich von einer Mittelachse radial nach außen erstreckt; das Formen einer Vielzahl von durchgehenden Öffnungen im Kranz und das Formen der jeweiligen durchgehenden Öffnungen, die ein ringförmiges Auge aufweisen, welches sich axial vom Kranz weg erstreckt; das Anordnen von jedem der ringförmigen Augen durch die Löcher des Lagersitzes; und das Aufweiten von Endabschnitten der Augen radial nach außen in einen Eingriff mit dem Flansch des Lagersitzes, um den Hohlradträger am Lagersitz fest anzubringen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen der Endabschnitte, die eine hohle, kegelstumpfförmige Form aufweisen, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen der einen konisch verjüngten Rand aufweisenden Löcher und das Eingreifen der radial nach außen aufgeweiteten Endabschnitte in den verjüngten Rand zur Bereitstellung einer zuverlässigen, sicheren Anbringung des Lagersitzes am Hohlradträger einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen der ringförmigen, vollkommen hohlen Augen einzuschließen, wodurch das Gewicht der Baugruppe reduziert wird, während gleichzeitig eine Fähigkeit bereitgestellt wird, eine zuverlässige Anbringung von relativ geringer Spannung und eine spannungserhöhungsfreie Anbringung des Lagersitzes am Hohlradträger zu bilden.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen des eine zylindrische Außenwand aufweisenden Hohlradträgers mit einem Kranz, der sich von der zylindrischen Außenwand radial nach innen erstreckt, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen des eine zylindrische Innenwand aufweisenden Lagersitzes mit dem Flansch, der sich von der zylindrischen Innenwand radial nach außen erstreckt, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen der ringförmige, konkave Kanäle aufweisenden Augen, die durch die radial aufgeweiteten Endabschnitte und den Kranz begrenzt werden, und das Fixieren des Flansches des Lagersitzes in den ringförmigen, konkaven Kanälen, um eine zuverlässige, sichere Anbringung des Lagersitzes am Hohlradträger bereitzustellen, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen der Löcher, die in eine Seite des Flansches übergehende abgerundete Ränder und einen in eine gegenüberliegende Seite des Flansches übergehenden verjüngten Rand aufweisen, wobei die abgerundeten Ränder einem Rundungsradius der Augen entsprechen und der verjüngte Rand den radial aufgeweiteten Endabschnitten der Augen entspricht, so dass sich die radial aufgeweiteten Endabschnitte um die Gesamtheit des Umfangs der verjüngten Ränder in Anlage daran erstrecken, um die Fähigkeit zu erhöhen, eine zuverlässige, sichere Anbringung des Lagersitzes am Hohlradträger bereitzustellen, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Formen des eine zylindrische Innenwand aufweisenden Lagersitzes mit dem Flansch, der sich von der zylindrischen Innenwand radial nach außen erstreckt, einzuschließen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Anbringen des Hohlradträgers am Lagersitz in einem Transferwerkzeugprozess einzuschließen, wodurch der Herstellungsprozess rationalisiert und vereinfacht wird, so dass die mit der Herstellung verbundenen Kosten reduziert werden.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser Kurzfassung dienen nur veranschaulichenden Zwecken und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht einer gemäß einem Aspekt der Erfindung gebauten Kupplungshohlrad-Baugruppe;
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2 ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht eines Lagersitzes der Kupplungshohlrad-Baugruppe aus 1;
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3 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Hohlradträgers der Kupplungshohlrad-Baugruppe aus 1, die in einem vormontierten Zustand gezeigt ist;
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4 ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht des eingekreisten Bereichs 4 aus 3, der mit durchgezogener Linie in einem montierten Zustand und mit gestrichelter Linie in einem teilweise montierten Zustand gezeigt wird;
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5 ist eine fragmentarische Rückansicht des Lagersitzes aus 2;
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6 ist eine fragmentarische Rückansicht des Hohlradträgers aus 3;
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7 ist eine vergrößerte fragmentarische Rückansicht, die ein Verbindungsmerkmal zeigt, das den Lagersitz fest an den Hohlradträger fügt;
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8 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht ähnlich der 4, die einen erweiterten Bereich des Lagersitzes mit Lagern zeigt, die auf dessen Lagerflächen aufsitzen, um radiale Lasten und Stoßlasten bei der Verwendung aufzufangen;
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9 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht, die ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung zum festen Anfügen des Hohlradträgers am Lagersitz über einen Stempel, der eine sich radial nach außen erstreckende aufgeweitete Oberfläche aufweist, zeigt;
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10A–10C veranschaulichen einen Prozess gemäß einem Aspekt der Erfindung zum Formen von durchgehenden Löchern im Hohlradträger mit ringförmigen Augen, die sich von einem Kranz des Trägers nach außen erstrecken;
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11A–11B veranschaulichen einen weiteren Prozess gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zum Formen von durchgehenden Löchern im Hohlradträger mit ringförmigen Augen, die sich von einem Kranz des Trägers nach außen erstrecken;
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11C veranschaulicht ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung zum Anbringen des Hohlradträgers am Lagersitz;
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12A–12P veranschaulichen einen Transferwerkzeugprozess zum Formen des Hohlradträgers der Kupplungshohlrad-Baugruppe aus 1;
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13 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Hohlradträgers und Lagersitzes der Kupplungshohlrad-Baugruppe aus 1; und
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14A–14P veranschaulichen einen Transferwerkzeugprozess, um den Hohlradträger an dem Lagersitz anzufügen und die Baugruppe fertig zu stellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit allgemeinem Bezug auf alle Figuren sind die vorliegende Offenbarung und die hierin beschriebenen Lehren auf Kupplungsbaugruppen gerichtet, und insbesondere auf Hohlradbaugruppen dafür, von der Art, die für die Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen besonders gut geeignet ist. Obgleich gemäß einer oder mehreren spezifischen beispielhaften Konstruktionen offenbart, kann eine Kupplungshohlrad-Baugruppe 10 der vorliegenden Offenbarung für eine betreibbare Verwendung in irgendeiner gewünschten Fahrzeugplattform konfiguriert sein. Die erfindungsgemäßen, offenbarten Konzepte sind im Allgemeinen auf eine verbesserte Verbindung und ein Verfahren zum Formen einer Verbindung zwischen einem Hohlradträger 12 und einem Lagersitz 14 der Hohlradbaugruppe 10 für Fahrzeugkupplungsbaugruppen gerichtet. Die verbesserte Verbindung und das verbesserte Verfahren zum Formen der Verbindung sind wirtschaftlich in der Herstellung und stellen eine zuverlässige, starke und haltbare Verbindung zwischen dem Hohlradträger 12 und Lagersitz 14 bereit, um die Nutzungsdauer der Baugruppe 10 zu verlängern.
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Der Hohlradträger 12 kann beispielhaft und ohne darauf beschränkt zu sein aus irgendeinem geeigneten Metallmaterial gebaut sein, darunter Aluminium oder Stahl. Der Hohlradträger 12 kann in einem progressiven Transferwerkzeugprozess, wie etwa in 12A–12P beispielhaft und ohne darauf beschränkt zu sein gezeigt, gebaut sein. Im Formungsprozess wird der Hohlradträger 12 so geformt, dass er eine im Allgemeinen zylindrische Außenwand 16 aufweist, die sich im Allgemeinen parallel um eine Mittelachse 18 erstreckt, mit einem ringförmigen, radial angeordnetem Abschnitt oder Flansch, der auch als Kranz 20 bezeichnet wird, der sich von der im Allgemeinen zylindrischen Außenwand 16 radial nach innen zu einem ringförmigen inneren Umfang 22 erstreckt. Der Kranz 20 trennt eine Vorderseite FS der Kupplungshohlrad-Baugruppe 10 mindestens teilweise von einer Hinterseite BS der Baugruppe 10 und begrenzt eine mittige Öffnung 24, die zur Aufnahme mindestens eines Abschnittes des Lagersitzes 14 darin dimensioniert ist. Im gezeigten kontinuierlichen Transferwerkzeugprozess zeigen 12A–12D jeweilige erste und zweite Ziehprozesse; zeigen 12E–12F einen weiteren Ziehprozess und Radius-Nachschlagprozess; zeigen 12G–12J Walzprozesse, wobei eine Außenoberfläche der zylindrischen Außenwand 16 profiliert wird; zeigen 12K–12L einen weiteren Walzprozess und einen Durchstoßprozess, der zum Einleiten der Formung der durchgehenden Öffnungen 26 verwendet wird; zeigen 12M–12N einen Prozess zum Komplettieren der Durchgangslöcher 26 und Augen 28; und zeigen 12O–12P einen Prozess zum Formen des ringförmigen inneren Umfangs 22. Dabei ist es denkbar, dass in einem Transferwerkzeugprozess gemäß der Erfindung weniger oder zusätzliche Prozesse verwendet werden können. Es ist auch denkbar, dass andere Prozesse verwendet werden können, um den Hohlradträger 12 im Rahmen des Wesens der Erfindung zu formen.
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Der Kranz 20 weist gegenüberliegende Seiten 21, 23 auf, wobei die Seite 21 zur Vorderseite FS und die gegenüberliegende Seite 23 zur Rückseite RS zeigt. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen 26 geformt, die sich durch die Seiten 21, 23 des Kranzes 20, an den inneren Umfang 22 angrenzend, erstrecken. Die durchgehenden Öffnungen 26 sind umlaufend begrenzt, und insofern gänzlich durch Material des Kranzes 20 umgeben. Die durchgehenden Öffnungen 26 können in jeder gewünschten Anzahl und Anordnung geformt sein, und in einem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von sechs durchgehenden Öffnungen 26 in einer umlaufenden Ausrichtung zueinander und in einer gleich weit voneinander beabstandeten Beziehung geformt. Es ist jedoch denkbar, dass die durchgehenden Öffnungen 26 auch anders angeordnet sein können, einschließlich radial gegeneinander versetzt, und somit nicht umlaufend ausgerichtet und in einer ungleichmäßig voneinander beabstandeten Beziehung, wenn dies für die beabsichtigte Anwendung gewünscht ist. Die durchgehenden Öffnungen 26 werden vorzugsweise mindestens teilweise in einem Materialverdrängungsprozess, wie etwa einem Zieh- und Durchstoßprozess (10A–10C) oder in einem Durchstoß- und Lochprozess geformt (11A–11B), wobei Material des Kranzes 20 axial zur Hinterseite BS ausgedehnt oder verformt wird (mit Bezug auf die Mittelachse 18), woraufhin die durchgehende Öffnung 26 schließlich geformt wird. Insofern wird die durchgehende Öffnung 26 durch eine sich axial erstreckende, im Allgemeinen zylindrische Wand begrenzt, die einen ringförmigen Vorsprung oder ein ringförmiges Auge 28 formt, der oder das an einem ringförmigen distalen Ende, auch als freies Ende 30 bezeichnet, endet, wobei sich der Kranz 20 von den Augen 28 radial nach innen zum freien inneren Umfang 22 erstreckt. Die durchgehenden Öffnungen 26 und Augen 28 formen hohle, im Allgemeinen rohrförmige Durchlässe, die zylindrisch gezeigt werden, die sich axial zwischen gegenüberliegender Vorder- und Hinterseite FS, BS erstrecken. Da die Augen 28 hohl sind, kann eine Gewichtseinsparung der Baugruppe 10 erreicht werden. Die Augen 28 gehen via ringförmige, bogenförmige, konkave Radien, auch als Abrundungen 29 bezeichnet, über in die Seite 23, auch als Hinterseite bezeichnet, des sich radial erstreckenden Kranzes 20. In der Ausführungsform der Formung in 10A–10B ist zu sehen, dass Material in einem Kaltformungsprozess gezogen wird, um die gewünschte Geometrie des Auges 28 zu formen, und dann wird, wie in 10C gezeigt, die Grundfläche des tiefgezogenen Materials durchstoßen, um die Formung der durchgehenden Öffnung 26 und des Auges 28 zu komplettieren. Im Gegensatz dazu können, wie in 11A gezeigt, die durchgehenden Öffnungen 26 zuerst eingeleitet werden, wie etwa in einem Bohr- oder Durchstoßprozess, und dann kann, wie in 11B gezeigt, ein die gewünschte Konfiguration aufweisender Stempel 46, einschließlich eines Nasenabschnitts 50 und eines sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen, aufgeweiteten Abschnitts 52, verwendet werden, um zuerst die endgültige Form des vormontierten Auges 28 zu formen. Dann, wie nachstehend noch weiter erörtert, kann derselbe Stempel 46 oder ggf. ein anderer dazu verwendet werden, wie in 11C gezeigt, einen Endbereich des Auges 28 plastisch zu verformen, um den Hohlradträger 12 am Lagersitz 14 fest anzubringen. Nachfolgend wird eine weitere Erörterung bezüglich des Bauprozesses der Baugruppe 10 bereitgestellt.
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Der Lagersitz 14 ist mindestens teilweise aus Lager-Gütemetall, wie etwa Lager-Gütestahl, gebaut und insofern können der Lagersitz 14 und der Hohlradträger 12 abhängig von der Art des Materials, das für den Hohlradträger 12 ausgewählt wird, aus ähnlichen oder unähnlichen Materialien gebaut werden, wodurch einen breite Palette an Optionen, wie für die beabsichtigte Anwendung gewünscht, bereitgestellt wird. Das kann zu Einsparungen und Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung führen, wenn weniger kostspielige Materialien für eine der Komponenten 12, 14 verwendet werden. Unähnliche Materialien können verwendet werden in erster Linie aufgrund des verbesserten Verbindungsmechanismus, der zum Fixieren der Komponenten 12, 14 aneinander verwendet wird, was bei Schweißmechanismen im Allgemeinen nicht möglich oder nicht zuverlässig ist. Der Lagersitz 14 weist eine ringförmige Innenwand 32 auf, die als eine zylindrische, im Allgemeinen zylindrische oder im Wesentlichen zylindrische Wand gezeigt wird, die sich axial in einer im Allgemeinen parallelen Beziehung zur Mittelachse 18 erstreckt mit einem ringförmigen, radial angeordneten Abschnitt, auch als Flansch 34 bezeichnet, welcher als im Allgemeinen oder im Wesentlichen planar gezeigt wird, der sich radial und im Allgemeinen nach außen von der Innenwand 32 und im Allgemeinen schräg von der Mittelachse 18 weg zu einem ringförmigen äußeren Umfang 36 erstreckt und gegenüberliegende Seiten 37, 39 aufweist, die die Vorderseite FS der Baugruppe 10 von der Hinterseite BS der Baugruppe 10 trennen, wobei die Seite 37 zur Vorderseite FS und die gegenüberliegende Seite 39 zur Hinterseite BS zeigt. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen, die auch als Löcher 38 bezeichnet werden, in dem Flansch 34 angrenzend an die äußere Umfang 36 geformt. Die Löcher 38 sind umlaufend begrenzt, und insofern gänzlich durch Material des Flansches 34 umgeben. Die Löcher 38 sind zur Aufnahme der ringförmigen Augen 28 des Hohlradträgers dimensioniert, vorzugsweise in einer Passung Linie auf Linie oder mit leichtem Spiel, um die Montage des Hohlradträgers 12 am Lagersitz 14 zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Löcher 38 in einer entsprechenden Anzahl, Anordnung und Beabstandung zu den Augen 28 bereitgestellt werden, damit die Augen 28 leicht in den Löchern 38 angeordnet werden können. Es wird ferner erwartet, dass die Löcher 38 ähnlich wie die Außenoberfläche der Augen 28 geformt sein können, um das Formen einer engen, bündigen Passung zwischen diesen zu erleichtern, um den Widerstand gegen eine potenzielle relative Bewegung zwischen diesen beim aneinander Anbringen zu erhöhen. In einem Ausführungsbeispiel, wie am besten in 2 zu sehen ist, ist jedes Loch 38 kreisförmig und umfasst einen ringförmigen, konvexen abgerundeten Rand 40, der in die Vorderseite 37 des Flansches 34 übergeht, und einen gegenüberliegenden, ringförmigen, abgeschrägten, auch als verjüngt bezeichnet, oder konischen Rand 42, der zur Hinterseite 39 des Flansches 34 hin auseinandergeht und in diese übergeht.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Montage des Hohlradträgers 12 am Lagersitz 14 das Ausrichten und Einsetzen der Augen 28, in einer im Allgemeinen zylindrischen Form, wie etwa in 3 und 13 gezeigt, in die runden oder im Wesentlichen runden Löcher 38, so dass sich die freien Enden 30 der Augen 28 über eine führende Ecke 43 (2) des verjüngten Rands 42 hinaus und vorzugsweise leicht über eine nachfolgende oder freie Ecke 45 (2) des verjüngten Rands 42 hinaus erstrecken. Dann wird, wie in 9 und in 14A–14B einer kontinuierlichen Transferwerkzeugprozesslinie gezeigt, beim Bringen der Vorderseite 37 des Lagersitzes 14 in einen gepressten Eingriff mit der Hinterseite 23 des Hohlradträgerkranzes 20 und vollständigen Anordnen der Augen 28 in ihren jeweiligen Löchern 38 des Lagersitzes 14, der konvexe, abgerundete Rand 40 eines jeden Loches 28 in Paarung gebracht, was einem Eingriff in eine entsprechende konkave Abrundung 29 eines jeweiligen Auges 28 entspricht oder im Wesentlichen entspricht, und eine Druckkraft wird auf oder neben die freien Enden 30 der Augen 28, wie etwa über den oben erwähnten Stempel 46, ausgeübt. Infolge der auf die Augen 28 aufgebrachten Druckkraft werden die freien Endabschnitte 54 plastisch verformt und radial nach außen, in radial nach außen aufgeweiteter Art und Weise in einen Kontakt mit den verjüngten Rändern 42 des Lagersitzes 14 verdrängt. Die aufgeweiteten Endabschnitte 54 nehmen eine kegelstumpfförmige Form an, wodurch sie den peripheren Rand der Löcher 38 im Flansch 34 des Lagersitzes 14 zwischen den aufgeweiteten Endabschnitten 54 und dem Kranz 20 des Hohlradträgers 12 einschlagen und erfassen und die Seite 37 des Lagersitzes 14, die zur Vorderseite FS zeigt, in eine gepresste Anlage an die Seite 23 des Hohlradträgerkranzes 20, die zur Hinterseite BS zeigt, bringen.
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Um den Bauprozess, wie in 9 gezeigt, zu erleichtern, kann ein Horn 44 hinter dem Hohlradträgerkranz 20 an der Seite 21 gegenüber den Augen 28 eingefügt werden, um den Kranz 20 und die Augen 28 axial zu stützen. Der speziell konfigurierte Stempel 46 bringt Kraft in axialer Richtung A1 auf das freie Ende 30 eines jeden Auges 28 auf, um die Augen 28 zu verformen und mit dem Lagersitz 14 in Eingriff zu bringen. Das Horn 44 bringt eine gleiche und entgegengesetzte Kraft in axialer Richtung A2 auf und begrenzt somit eine axiale Bewegung des Hohlradträgers 12, so dass das Auge 28 radial und umlaufend innerhalb des runden Loches 38 erweitert wird, und die konkave Ecke 29 wird während der Aufbringung einer geeigneten Kraft durch den Stempel 46 in Kontakt mit der konvexen Ecke 40 gepresst, was in eine Zunahme einer gewünschten gleichförmigen Druckspannung entlang der Segmente 48 resultiert. Wie oben erwähnt, enthält der Stempel 46 den Nasenabschnitt 50, der zur engen Aufnahme durch die durchgehende Öffnung 26 hindurch und in einen hohlen Abschnitt des Horns 44 hinein dimensioniert ist, und einen ringförmigen, aufgeweiteten Abschnitt 52, der sich vom Nasenabschnitt 50 radial nach außen erstreckt. Der ringförmige aufgeweitete Abschnitt 52 weist eine ringförmige konkave Oberfläche auf, die auf das freie Ende 30 des Auges aufschlägt, wenn dieses in seiner geraden zylindrischen Konfiguration ist, und veranlasst das freie Ende 30, sich entlang dem Pfad des aufgeweiteten Abschnittes 52 zu verformen, wodurch der kreisförmige Endabschnitt 54 des Auges 28 radial nach außen in eine Paarung aufgeweitet wird, was einer Beziehung zur Konkavität des aufgeweiteten Abschnitts 52 des Stempels entspricht. Da das freie Ende 30 radial nach außen aufgeweitet wird, wird der ringförmige, aufgeweitete Endabschnitt 54 des ringförmigen Auges 28 direkt neben dem freien Ende 30 veranlasst, sich in eine gepresste Anlage an den verjüngten Rand 42 des Loches 38 einzuschlagen oder einzuklappen, ohne geschnitten oder geschert zu werden, und infolgedessen ohne dass potenzielle Quellen für Risswachstum in der Form von Nuten, Eindrücken oder dergleichen gebildet werden, welche in der Regel als Spannungserhöher agieren. Infolge des Aufweitens wird der Flansch 34 des Lagersitzes 14 innerhalb eines ringförmigen Kanales 55, eingegrenzt zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt 54 und dem Kranz 20 des Hohlradträgers 12, wirksam eingeklemmt und fixiert. Dementsprechend werden der Hohlradträger 12 und der Lagersitz 14 zuverlässig und sicher entgegen einer axialen Trennung fest aneinander gefügt.
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Im Allgemeinen wird jede Zugkraft, die mit Drehmomentlasten auf der Baugruppe 10, insbesondere auf die Segmente 48, verbunden ist, arbeiten, um den Lagersitz 14 vom Hohlradträger 12 zu trennen. Vorteilhafterweise wird mit der Schaffung von zusätzlicher Druckspannung in den Segmenten 48 und damit, dass die Gesamtheit des äußeren Umfangs der Löcher 38 innerhalb der ringförmigen Kanäle 55 erfasst ist, den Zugkräften genug entgegengesetzt, wodurch die Drehmomentkapazität der Baugruppe 10 vergrößert wird.
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8 ist ein Detailausschnitt, der Lager zeigt, die zum rollenden Eingriff am Lagersitz 14 der Baugruppe 10 eingebracht sind, wobei ein Ausführungsbeispiel die Baugruppe 10 wie in einem Getriebe benutzt zeigt. In einem Ausführungsbeispiel werden Lager B1 verwendet, um die Baugruppe 10 radial zu führen, und die Axiallager B2 und B3 werden verwendet, um die Baugruppe 10 axial zu führen. Wie nachfolgend weiter beschrieben, erleichtert die Fertigung der Baugruppe 10 vorteilhafterweise das Härten von Oberflächen des Lagersitzes 14, auf denen die Lager B1, B2, B3 aufsitzen.
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Nachfolgend werden weitere Einzelheiten und Informationen im Hinblick auf die Hohlradbaugruppe 10 und die Fertigung der Baugruppe 10 bereitgestellt. In einem Ausführungsbeispiel werden die verjüngten Ränder 42 durch irgendeinen beliebigen Formungsprozess geformt, wie etwa im Transferwerkzeugprozess, wobei das Material des Lagersitzes 14 konisch aufgeweitet wird, damit es als Anschlagfläche agiert und beim Pressen dem aufgeweiteten Abschnitt 54 entspricht. Gleichermaßen wird durch den Formungsprozess keine spanende Bearbeitung des Lagersitzes 14 in den Bereichen der Augen 28 zur Reduzierung der Dicke mehr benötigt. Eine spanende Bearbeitung könnte einen unterbrochenen Schnitt zur Folge haben, der ein Entgraten zu erheblichen Kosten erforderlich machen würde. Mit „Formen“ ist ein Prozess gemeint, der die vertieften Bereiche durch Pressen des Materials im Bereich der verjüngten Ränder 42 produziert.
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In einem Ausführungsbeispiel werden auch Ecken oder abgerundete Ränder 40 und Ecken oder Abrundungen 29 durch einen Formungsprozess geformt, wie etwa im kontinuierlichen Transferwerkzeugprozess, d. h. durch Aufbringen einer Druckkraft, um die jeweiligen Krümmungsradien zu formen, wobei die geformten Radien dabei helfen, eine Füllung zu verbessern, d. h. die Erweiterung der Augen 28, um die Löcher 38 zu füllen, und den Lagersitz 14 unter Druck in Eingriff zu bringen und um den Lagersitz 14 und den Hohlradträger 12 besser einzupassen. Wenn die Augen 28 einmal in den Löchern 38 eingesetzt sind, stellt in einem Ausführungsbeispiel ein z.B. u.a. federbelasteter Stempel 46 die oben erörterte axiale Kraft bereit, die den Lagersitz 14 und den Hohlradträger 12 zusammenpresst. Während der Anwendung der axialen Kraft wird eine zusätzliche Menge an restlicher Druckspannung auf den ringförmigen abgerundeten Rand 40 und die Segmente 48 aufgebracht. Diese restliche Druckspannung hat eine Haltbarkeitsverbesserung zur Folge, d. h., die Druckspannung wirkt den mit dem Betrieb der Baugruppe 10 verbundenen Zugkräften entgegen.
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In einem Ausführungsbeispiel wie oben besprochen werden, während der Stempel 46 eine axial pressende Kraft aufbringt, die Augen 28 vollständig durch das Horn 44 gestützt, um zu verhindern, dass die Augen 28 aus den Löchern 38 nach außen herausgestoßen werden.
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Vorteilhafterweise minimiert die Konfiguration der Baugruppe 10 das axiale Ausmaß des Hohlradträgers 12, insbesondere das axiale Ausmaß des Raums 56, der zur Unterbringung des Horns 44 benötigt wird. Die Baugruppe 10 ersetzt auch ein Schweißen des Lagersitzes 14 an den Hohlradträger 12. Schweißen würde die Kosten bzw. Komplexität der Fertigung der Baugruppe 10 unerwünschterweise erhöhen bzw. vergrößern und könnte eine unerwünschte Erwärmung, Versprödung und ein mögliches Verwerfen von Teilen, die die Baugruppe bilden, zur Folge haben, wie oben besprochen. Ferner erfordert, wie oben erwähnt, Schweißen typischerweise den Einsatz von ähnlichen Materialien zum Formen von zuverlässigen Schweißstößen, wohingegen der hierin erörterte und gezeigte verbesserte Verbindungsmechanismus eine solche Notwendigkeit von ähnlichen Materialien beseitigt.
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Beim Fixieren des Hohlradträgers 12 am Lagersitz 14 können im kontinuierlichen Transferprozess weitere Prozesse durchgeführt werden, wie etwa in 14C–14P beispielhaft und ohne darauf beschränkt zu sein gezeigt. Zum Beispiel können Oberflächenbehandlungsprozesse auf der zylindrischen Außenwand 16 des Hohlradträgers 12, wie etwa in 14C–14F gezeigt; eine endgültige Formung von Keilnut und Noppen, wie etwa in 14G–14H gezeigt; ein Trimmen und Durchstoßen, wie etwa in 14I–14P gezeigt, durchgeführt werden. Dabei ist es denkbar, dass in einem Transferwerkzeugprozess gemäß der Erfindung weniger oder zusätzliche Prozesse verwendet werden können. Es ist auch denkbar, dass andere Prozesse verwendet werden können, um die Hohlradträger-Baugruppe 10 im Rahmen des Wesens der Erfindung zu formen.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie soll weder abschließend sein noch die Offenbarung oder Ansprüche begrenzen. Individuelle Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform begrenzt, sondern gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform, auch wenn nicht gesondert gezeigt oder beschrieben, verwendet werden. Dasselbe kann auch auf viele andere Arten variiert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und es ist beabsichtigt, dass alle diese Modifizierungen im Schutzbereich der Offenbarung und der Ansprüche enthalten sind, wobei letztendlich die Ansprüche den Schutzbereich der Erfindung definieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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